Научете как работят TVS диодите, каквото е значението им при защитата на чувствителни електронни компоненти от импулси на статично електричество (ESD), както и как да ги избирате и оптимизирате за компоновката на PCB. Запознайте се с ключови фактори като напрежение на пробив, ограничително напрежение и оптимално разположение за подобрена защита.
За инженерите защитата от пренапрежение не се изчерпва само с избора на подходяща захранваща плоча или изключването на кабели. Тя включва поставянето на компоненти за защита от преходни процеси в компоновката на PCB и прилагането на ясни стратегии за заземяване. Диоди за TVS са обичайни компоненти, използвани за защита на части от печатна платка, особено в данни линии. След като се получи импулс от електростатично разреждане (ESD), те пренасочват тока от компонентите, които трябва да се защитят. Важно е PCB-разположението да оптимизира защитата от преходни процеси, за да се предотврати повреда и да се осигури правилното функциониране на устройството.
TVS диодът се използва предимно за защита на оборудването от преходни събития, особено от високочестотни смущения, свързани с ESD. TVS диодите често се бъркат с Zener oR Диоди Шотки диоди, но те са различни. Съставен от полупроводников р-n преход, TVS диодът провежда ток по време на високи напрежения. В нормални условия остава с високо съпротивление с минимален ток на изтичане. Когато преходното напрежение надвиши прага на пробив, настъпва лавинен разряд, което позволява на тока да премине през диода, насочвайки излишния ток от чувствителните компоненти.
Диодите TVS реагират изключително бързо, често в пикосекундния диапазон, което ги прави много ефективни при управлението на бързи импулси от статично електричество (ESD) с рязко нарастващи времена.
Всички TVS диоди функционират по подобен начин: когато се появи кратковременно напрежение, то бързо надвишава напрежението на обратен пробив на диодата, което я кара да провежда. Въпреки това, не всички TVS диоди са еднакви и изборът на неподходяща защита може да доведе до неефективна защита от преходни процеси. При избора на TVS диода обърнете внимание на следните основни параметри:
Напрежение на обратен пробив (VB): Напрежението, при което TVS диодът започва да провежда.
Напрежение на ограничаване (VC): Напрежението, при което TVS диодът значително провежда и ограничава преходния процес. По-ниското напрежение на ограничаване осигурява по-добра защита.
Работно обратно напрежение (VWM): Максималното обратно напрежение, при което TVS диодът остава непроводим, като проявява високо съпротивление и минимален ток на утечка.
Пиков импулсен енергия (PPP): Количеството енергия, което TVS диодът може безопасно да разсее по време на преходен процес.
Принципът на действие на TVS диода е прост: когато веригата получи ESD импулс, той бързо надвишава напрежението на обратен пробив на диода. Отворените проводници, като тези, свързани към външни конектори, са склонни към Esd импулси. Ако тези проводници предават сигнали към компоненти, ESD импулсът може да предаде високо напрежение/ток към компонента, което потенциално може да го повреди.
При наличие на TVS диод, импулсът се насочва през диода, който осигурява път с ниско съпротивление към земя. Обикновено анодът е свързан към земя, което позволява на ESD импулса да се разряди към земята, стига да е наличен път с ниско съпротивление.
TVS диодите се предлагат в два типа: двупосочни и еднопосочни, които изпълняват различни цели:
Двупосочните TVS диоди се използват, когато веригата предава както положителни, така и отрицателни сигнали, като например в диференциални двойки или бидирекционални осцилиращи аналогови вериги. Тези диоди предлагат изчерпна защита от електростатични изпълни (ESD), включително и при заземни повреди.
Еднопосочните TVS диоди осигуряват защита, когато е въвлечена само една полярност. Въпреки че тези диоди осигуряват защита за типични вериги, при заземни повреди компонентите може да бъдат изложени на някакво напрежение.
Освен избора на подходящ TVS диод, ефективността на защитата в голяма степен зависи от самото разположение на PCB. Следните насоки помагат да се осигури оптимално представяне на TVS диодите:
Поставяне: TVS диодите трябва да се поставят близо до отворени проводници, които може да бъдат подложени на ESD събития, като конектори или отворени сигнали. Намаляването на дължината на следата между TVS диода и отворените проводници намалява паразитната индуктивност и подобрява времето на отклик.
Заземяване: Идеално е, TVS диодите да се свържат към отделна маса, различна от масата на защитената компонента. Ако това не е възможно, свържете към масата на шасито чрез проводници към метални елементи като винтове или монтажни отвори. Ниско-импедансното заземяване е от съществено значение за бързото разсейване на преходната енергия.
Елиминиране на пасивна екранировка: Някои компоненти, като екранирани конектори, са проектирани да предотвратяват ESD и шумове. Те трябва да се използват заедно с TVS диоди, за да се осигури пълна защита. Екранът на конектора трябва директно да се заземи към шасито или масата, за да се осигури ниско-импедансен път за преходния ток.
Следвайки тези указания, TVS диодите могат оптимално да се използват за ефективна защита от пренапрежения и ESD в схемните проекти.
Защита с TVS диод | Съвети за PCB монтаж | Защита от ESD импулси | Защита от преходни напрежения | Приложение на TVS диод | Защита на електронни компоненти | Поставяне на TVS диод | Проектиране на защита от пренапрежения | Защита на компоненти на PCB | Пробивно напрежение на TVS диод
EN
